Performances 1 Évolution : Performance. Performances 2 Évolution : Mémoire.

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1 Performances 1 Évolution : Performance

2 Performances 2 Évolution : Mémoire

3 Performances 3 Évolution : Fréquence

4 Performances 4 Objectifs : Comment mesurer, décrire et résumer les performances et décrire les principaux facteurs qui déterminent les performances dun ordinateur.

5 Performances 5 Questions à résoudre Machine A 500 MHZ Machine B 350 MHZ

6 Performances 6 Articles de Vendeurs Voir page 9 de larticlelarticle

7 Performances 7 Compilateur A 50000 instructions Compilateur B 2000 instructions

8 Performances 8 But du cours : Éviter les pièges

9 Performances 9 Le rôle des performances En comprenant comment : –Le programme utilise les instructions –les instructions sont mises en oeuvre –Les systèmes de gestions de la mémoire se comportent On est capable d'améliorer les performances dun système informatique en concevant au mieux la machine. Problèmes très difficiles.

10 Performances 10 PLAN Introduction Définitions La mesure des performances Relier les métriques entre elles Quelques métriques très répandues Quels programmes pour évaluer les performances Illusions et pièges Pour conclure

11 Performances 11 Introduction : Difficulté de la définition de performances Que voulons nous dire lorsque nous disons quun avion à de meilleurs performances quun autre ?

12 Performances 12 Définitions Temps de réponse : Durée (mesurée en seconde) entre le début et la fin dune tâche Le débit de sortie : La quantité de travail effectuée en un temps donné. Ti debut Fin t1 ti tn tk durée En augmentant le débit on peut augmenter le temps de réponse.

13 Performances 13 Définitions Dans notre cours, nous nous intéresserons au temps de réponse. Pour maximiser les performances, il nous faut minimiser le temps de réponse ou temps d'exécution dune tâche Lordinateur X est n fois plus rapide que lordinateur Y Performances = 1 Temps d'exécution n = Performances XTemps d'exécution Y Performances YTemps d'exécution X =

14 Performances 14 Mesure des performances La décomposition du temps écoulé dans UNIX (time) 90.7 u 12.9 s 2:39 65% 90.7 u Temps UC utilisateur : temps pour exécuter le programme 12.9 s Temps UC passe par le système d'exploitation à effectuer les tâches requises par ce programme 2:39 Temps écoulé 65% Pourcentage de temps UC dans le temps écoulé

15 Performances 15 Autres métriques pour les performances Les concepteurs dordinateurs considère une machine à travers une mesure liée à la vitesse d'exécution des fonctions de base par le matériel. Le cycle dhorloge détermine à quels moments les événements se produisent dans la machine. cycle dhorloge = 1 Fréquence dhorloge 10 ns = (100 Mhz) -1

16 Performances 16 Relier les métriques entre elles Tps d'exécution UC pour un programme Nb de cycle UC Pour un programme * Tps de cycle = Le concepteur de matériel à un rôle à jouer dans l'amélioration des performances en réduisant la durée de cycle dhorloge. Nb de cycle UC pour un programme Fréquence dhorloge = UC = Unité centrale

17 Performances 17 Rôle du contrôleur Instructions exécution Contrôleur nb cycles=4 nb cycles=5 Inst 1 Inst 2 Inst 3 14*tps cycle

18 Performances 18 But du cours T* T+ tps de cycle Il existe un compromis entre le nombre de cycles dhorloge pour un programme et la durée de chaque cycle. Un nombre de techniques qui diminuent le nombre de cycles dhorloge augmentent parallèlement le temps de cycle d'horloge. Cest ce compromis qui est difficile à évaluer.

19 Performances 19 Nombre de cycle UC le terme nombre de cycles dhorloge par instruction correspond au nombre moyen de cycles dhorloge quil faut à chaque instruction pour s'exécuter. Le CPI permet de comparer deux mises en oeuvre pour une même architecture de jeu dinstruction puisque le nombre dinstructions sera constant. Nb de cycle UC pour le programme Nb dinstructions Pour un programme Nb de cycle dH par instruction = * CPI : Nb de cycle dHorloge par instruction NI: Nb dinstruction pour le programme

20 Performances 20 Temps UC Tps UC = NI * CPI * Tps de cycle

21 Performances 21 Temps UC Changer de jeu dinstructions pour réduire le nombre dinstructions, dans le but de réduire le temps, peut augmenter le temps de cycle. Le CPI dépendant de la répartition des instructions, le code qui exécute le moins dinstructions nest pas forcement le plus rapide Les exercices en TD vous le confirme

22 Performances 22 Une métrique de performances très répandues : MIPS Le MIPS : Million dinstructions par seconde. Il constitue une alternative à lemploi du temps. MIPS = Nombre dinstructions Tps d'exécution * 10 6

23 Performances 23 Piéges Le nombre de MIPS indique la fréquence d'exécution des instructions mais ne dépend pas du jeu dinstructions. Ne pas comparer des machines disposant de jeu dinstructions différents puisque NI sera différent. MIPS varie en fonction des programmes sur une même machine. MIPS peut varier en sens inverse des performances

24 Performances 24 Quels programmes pour évaluer les performances SPEC utilise des programmes réels Si connected Pentium 4 'Northwood' 0.13 Micron - HardWare.frPentium 4 'Northwood' 0.13 Micron - HardWare.fr

25 Performances 25 Illusions et pièges Espérer que l'amélioration dun seul aspect dune machine pourra accroître les performances dun montant proportionnel à la taille de l'amélioration La Loi dAmdahl : Tps d'exécution après amélioration = Tps d'exécution touché par l'amélioration Facteur amélioration + Tps d'exécution non touche.

26 Performances 26 Conclusions Seul le produit est une mesure fiable Il faut comprendre comment les différents aspects de la conception dune machine affectent chacun de ces paramètres. Les conceptions des machines seront toujours mesurées en termes de coût et de performances. Tout lart de la conception informatique réside dans la découverte du meilleurs équilibre. Tps UC = NI * CPI * Tps de cycle

27 Performances 27 Nouveaux défis

28 Performances 28 Problèmes multicritères